DRAM知识整理系列（三）：部分时序参数整理

 

目录

一、时序参数整理

第一时序：

1、tCL - CAS Lantency Control

2、tRCD - RAS to CAS Delay

3、tRP - Row Precharge Timing

4、tRAS - RAS Active Time

第二时序：

5、CWL - CAS Write Latency

6、tRC - Row Cycle Time

7、tRFC - Row Refresh Cycle Time

8、tRRD - Row to Row Delay

9、tWR - Write Recovery Time

10、tWTR - Write to Read Delay

11、tREF - Refreshh Period

12、tFAW - Four Active Window 

13、tCCD - CAS to CAS Delay

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一、时序参数整理

内存是根据行和列寻址的，当请求触发后，最初是tRAS（Active to precharge Delay），预充电后，内存才真正开始初始化RAS（Row Address Strobe）。一旦tRAS激活后，RAS开始进行需要数据的寻址。首先是行地址，然后初始化tRCD（RAS to CAS Delay），周期结束，接着通过CAS（Column Address Strobe）访问所需数据的十六进制地址。其中，从CAS开始到CAS结束，就是CAS延迟（即tCL）。所以CAS是找到数据的最后一个步骤，(tCL)也是内存参数中最重要的。

第一时序：

1、tCL - CAS Lantency Control

tCL（CAS Lantency Control）：内存读写操作前列地址控制器的潜伏时间，一般单位为tCK（即：单位时钟周期）

• CAS 控制从接受一个指令到指令执行之间的时间。
• 因为 CAS 主要控制十六进制的地址，或者说是内存矩阵中的列地址，所以它是最为重要的参数，在保持稳定的前提下应该尽可能设低。
• 对内存读写性能影响最大。

具体时间计算公式：tCL(ns) = (CL * 2000) / 内存频率

如：DDR3-1333-CL9。tCAS =  (9 * 2000) / 1333 = 13.5(ns)

 

2、tRCD - RAS to CAS Delay

tRCD（RAS to CAS Delay，又可以称为：Acitve to CMD）：行寻址到列寻址延迟时间，一般单位为tCK（即：单位时钟周期）

• 对内存进行读、写或刷新操作时，需要在这两种脉冲信号之间插入延迟时钟周期。
• 在JEDEC规范中，它是排在第二的参数，降低此延迟，可以提高系统性能。
• 如果内存的超频性能不佳，可以将此值设置成内存默认值或者提高tRCD的值。
• 对内存最大频率影响最大

 

 

3、tRP - Row Precharge Timing

tRP（ Row Precharge Timing，又可以称为：Precharge to Active）：内存行地址控制器预充电时间，一般单位为tCK（即：单位时间周期）

• tRP用来设定在另一行能被激活之前，RAS需要的充电时间。
• tRP参数太长会导致所有的行激活延迟过；设置太短可能会导致行激活之前的数据丢失，内存控制器不能顺利地完成读写操作。

 

4、tRAS - RAS Active Time

tRAS（RAS Active Time，又可以称为：Active to Prechage Delay） ：内存行有效至预充电的最短周期

• 如果tRAS等待周期太长，系统会因为无意义的等待而降低性能。若tRAS等待周期太短，则会导致已被激活的行地址会更早的进入非激活状态，这样可能会因为缺少足够的时间而无法完成数据的突发传输
• tRAS的值一般设置为  tRAS（推荐）= tCL + tRCD + tRTP
• 为提高系统性能，应尽可能降低tRAS的值，但是如果发生内存错误或系统死机，则应该增大tRAS的值。

 

第二时序：

5、CWL - CAS Write Latency

CWL（CAS Write Latency）：列地址写入延迟，与CL刚好是读写对应关系。

• 一般与CL设置同一个值是可以稳定的。（即 CWL = CL 一般可以稳定）
• Controller 在发送完Write Command后，需要等待tCWL时间后，才可以发送写入的数据。

 

6、tRC - Row Cycle Time

tRC（ Row Cycle Time）：定义了同一bank两次行激活命令所间隔的最小时间，或者说是一个bank中完成一次行操作周期（Row Cycle）的时间

• 计算公式：tRC  = tRAS + tRP
• tRC过长会导致无意义的延时等待，降低性能；tRC过短，情况和tRP过短情况差不多，在会导致被激活的行单元被充分充电之前，新的周期就被初始化了，这样会导致数据丢失和损坏。

 

7、tRFC - Row Refresh Cycle Time

tRFC（Row Refresh Cycle Time）：SDRAM行刷新周期时间，它是行单元刷新所需要的时钟周期数或者是纳秒(ns)。定义了一个bank中行地址刷新所需要的时间，容量大的bank行地址和cell单元会更多，刷新时间更长，因此tRFC也要更高。

在AMD平台的tRFC是DRAM刷新延迟时间，单位是ns，通常有90/110/160/300几个值可以调整，也就是说它的tRFC时钟周期会随着频率的提升而提升。

Intel平台的单位则直接是时钟周期，相反地延迟时间会随着频率的提升而降低。容量大的bank行地址和cell会更多，刷新时间也更长，因此tRFC也要更高。

• 该值表示行地址刷新所需要的时间。
• tRFC的值越小越好，它比tRC的值要稍高一点。
• tRFC的值与内存容量密度和工作频率有关。

 

8、tRRD - Row to Row Delay

tRRD（Row to Row Delay）：行单元到行单元的延时。

• 该值还表示向相同bank中的 同 一个行单元两次发送激活指令(即：REF)之间的时间间隔。
• tRRD的值越小越好，延迟越低，表示下一个bank能更快地被激活，进行读写操作。然而如果延迟太短，会引起连续数据膨胀。
• tRRD_S表示不同bank，tRRD_L表示相同bank

 

9、tWR - Write Recovery Time

tWR（Write Recovery Time）：写恢复延时（即：写完数据后，到预充电命令前的延时）

• 该值说明在一个激活的bank中完成有效的写操作以及与预充电前，必须等待多少个时钟周期。这段必须的时钟周期，用来确保在预充电发生前，写缓冲中的数据可以被写入内存单元中。
• 较低的tWR可以提高系统性能，但可能导致数据还未完全正确写入内存单元，就发生了预充电操作，导致数据的丢失和损坏。

 

10、tWTR - Write to Read Delay

tWTR（Write to Read Delay）：写到读延时（即：最后的数据进入读指令）

• 该值表示的是，DDR内存模块中的同一个单元中，在最后一次有效的写操作和下一次读操作之间必须等待的时钟周期。
• 增加tWTR的值，可以让内容模块运行比其默认速度更快的速度下；减小tWTR的值，可以提高读性能，但会降低系统稳定性。
• tWTR_S表示不同bank，tWTR_L表示相同bank

 

11、tREF - Refreshh Period

tREF （Refreshh Period）：刷新周期，它指的是内存模块的刷新周期。（一般为微秒，us）

• tREFI 指的是平均刷新间隔。从原理上看，DRAM存储单元基于一个电容，64ms是电容的放电时间。DRAM是按照行列组织的，执行一个刷新命令会把某行上所有的存储单元（电容）充电。换句话说，如果DRAM有8192个行，那么就需要在64ms之内执行8192次刷新操作（64 ms /  8192 = 7.81us），无论是摊开平均执行，还是集中突发执行。DDR3允许突发执行8个刷新操作——你既可以先突发执行8个刷新操作，然后等上9*tREFI时间啥事都不干；或者你先发呆9*tREFI时间，然后突发执行8个刷新操作。总之就是要记住，DRAM每行上面的存储单元一定要在64ms之内得到刷新。
• tREFI 的值与 容量密度还有和工作温度有关。

 

12、tFAW - Four Active Window 

tFAW（Four Active Window）：它定义了一个rank中允许同时发送大于4个bank行激活的命令的间隔时间

• tFAW  >=  4 * tRRD
• 由于tFAW是在一个rank中大于4个bank同时激活之后才生效的，所以在内存不是很繁忙的时候，它对性能的影响并不是很大。但是对一些频繁读写内存的操作，tFAW对性能的影响可能会加大 。

 

13、tCCD - CAS to CAS Delay

tCCD（CAS to CAS Delay）：CAS命令到CAS命令之间的时间间隔